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Herstellung und Charakterisierung des Sinterverhaltens von dünnen Schichten und Massivkörpern aus nanoskaligem Zinkoxid

König, Markus (2011):
Herstellung und Charakterisierung des Sinterverhaltens von dünnen Schichten und Massivkörpern aus nanoskaligem Zinkoxid.
Darmstadt, TU Darmstadt, [Online-Edition: urn:nbn:de:tuda-tuprints-26540],
[Ph.D. Thesis]

Abstract

In der Arbeit wird das Sinterverhalten von nanopartikulärem Zinkoxid an zwei unterschiedlichen Materialsystemen untersucht. Festkörperagglomerate aus hierarchisch geordneten Zinkoxidnanopartikeln werden hinsichtlich des Verdichtungsverhaltens untersucht. Mittels Ionenstrahlpolieren erhaltene Querschnitte erlauben die detaillierte Analyse der Gefügeentwicklung von der nano- bis zur makroskopischen Skala. In Korrelation mit Röntgen- und Adsorptionsmessungen werden drei Stadien der Gefügeentwicklung identifiziert. Die Formänderung im ersten Stadium unterstützt die Verdichtung durch Umordnung auf nanoskopischer Skala. Im Folgenden bildet sich ein Netzwerk von Partikeln aus, ohne dass es zu einer makroskopischen Verdichtung kommt. Im finalen Stadium führt eine drastische Umordnung des Gefüges zu praktisch vollständiger makroskopischer Verdichtung. Der zweite Teil der Arbeit behandet die Untersuchung des Verdichtungsverhaltens dünner Schichten, die aus stabilen Suspensionen von Zinkoxidnanopartikeln hergestellt wurden. Die elastischen Eigenschaften der Schichten werden durch Nanoindentation bestimmt, um Rückschlüsse auf die Verdichtung nanopartikulärer Schichten zu gewinnen.

Item Type: Ph.D. Thesis
Erschienen: 2011
Creators: König, Markus
Title: Herstellung und Charakterisierung des Sinterverhaltens von dünnen Schichten und Massivkörpern aus nanoskaligem Zinkoxid
Language: German
Abstract:

In der Arbeit wird das Sinterverhalten von nanopartikulärem Zinkoxid an zwei unterschiedlichen Materialsystemen untersucht. Festkörperagglomerate aus hierarchisch geordneten Zinkoxidnanopartikeln werden hinsichtlich des Verdichtungsverhaltens untersucht. Mittels Ionenstrahlpolieren erhaltene Querschnitte erlauben die detaillierte Analyse der Gefügeentwicklung von der nano- bis zur makroskopischen Skala. In Korrelation mit Röntgen- und Adsorptionsmessungen werden drei Stadien der Gefügeentwicklung identifiziert. Die Formänderung im ersten Stadium unterstützt die Verdichtung durch Umordnung auf nanoskopischer Skala. Im Folgenden bildet sich ein Netzwerk von Partikeln aus, ohne dass es zu einer makroskopischen Verdichtung kommt. Im finalen Stadium führt eine drastische Umordnung des Gefüges zu praktisch vollständiger makroskopischer Verdichtung. Der zweite Teil der Arbeit behandet die Untersuchung des Verdichtungsverhaltens dünner Schichten, die aus stabilen Suspensionen von Zinkoxidnanopartikeln hergestellt wurden. Die elastischen Eigenschaften der Schichten werden durch Nanoindentation bestimmt, um Rückschlüsse auf die Verdichtung nanopartikulärer Schichten zu gewinnen.

Place of Publication: Darmstadt
Uncontrolled Keywords: Sintern, Zinkoxid, Nano, dünne Schichten, Massivkörper, Gefüge, Nanoindentation
Divisions: 11 Department of Materials and Earth Sciences
11 Department of Materials and Earth Sciences > Material Science
11 Department of Materials and Earth Sciences > Material Science > Nonmetallic-Inorganic Materials
Date Deposited: 08 Aug 2011 09:05
Official URL: urn:nbn:de:tuda-tuprints-26540
License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Referees: Rödel, Prof. Dr. Jürgen and Riedel, Prof. Dr. Ralf
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 31 March 2011
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
sintering, zinc oxide, nano, thin films, bulk, microstructure, nanoindentationEnglish
Alternative Abstract:
Alternative abstract Language
This work deals with the investigation of the sintering of two different material systems of nano-scaled zinc oxide. Firstly, the densification of hierarchically structured zinc oxide nanoparticles in agglomerates is investigated. Cross sections obtained by ion polishing enable detailed analysis of the microstructure development. In correlation with X-ray and adsorption measurements three stages of the structural evolution can be determined. During the first stage, the change of the particles geometries supports rearrangement and thus, densification only on the nanometer scale. Secondly, the nanoparticles form a network without noticable change of the macroscopic density. In the final stage, a drastic change of the microstructure leads the almost complete macroscopic densification. In the second part of this work the densification of thin films prepared from nanoparticulate suspensions is investigated. The elastic properties of the thin films obtained by nanoindentation are used to gain information on the densification behavior.English
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